Szczegóły publikacji

Opis bibliograficzny

Autorzy (3)

• Węglowski Marek Stanisław
• Hamilton Carter
• AGHDymek Stanisław

Słowa kluczowe

Dane bibliometryczne

ID BaDAP	74137
Data dodania do BaDAP	2013-06-21
Rok publikacji	2013
Typ publikacji	artykuł w czasopiśmie
Otwarty dostęp
Czasopismo/seria	IM Inżynieria Materiałowa = Materials Engineering

Streszczenie

Tarciowa obróbka powierzchniowa, określana jako Friction Stir Surfacing lub Friction Stir Processing jest procesem opartym na tych samych zasadach, co zgrzewanie tarciowe z mieszaniem materiału zgrzeiny (FSW -Friction Stir Welding). Jednak zamiast łączenia materiałów, takie samo narzędzie modyfikuje mikrostrukturę w warstwie wierzchniej litego materiału. Prowadzi to do uzyskania wymaganych własności tylko w warstwie wierzchniej bez ingerencji w strukturę wewnętrzną obrabianego materiału. Podobnie jak podczas zgrzewania FSW, narzędzie odkształca plastycznie obrabiany metal, ale tylko w jego warstwie wierzchniej . W zależności od parametrów procesu, tj. siły nacisku narzędzia na powierzchnię, szybkości obrotowej oraz prędkości przesuwu narzędzia, modyfikacja mikrostruktury warstwy wierzchniej zachodzi w różnym stopniu. Przez odpowiedni dobór parametrów procesu można otrzymać wymagane własności warstwy wierzchniej materiału. W pracy przedstawiono sprzężony model zmian temperatury oraz przepływu materiału podczas tarciowej obróbki powierzchniowej odlewniczego stopu aluminium AlSi9Mg. Model przewiduje istnienie dwóch wyraźnych stref płynięcia materiału podczas obróbki powierzchniowej. Główna strefa płynięcia materiału powstaje pomiędzy narzędziem a powierzchnią obrabianego materiału blisko przedniej krawędzi narzędzia. Zawirowanie materiału w tej strefie, wywołane obrotem narzędzia, powoduje przemieszczenie materiału z wnętrza w kierunku powierzchni. W tym samym czasie materiał już obrobiony przemieszcza się z powierzchni w kierunku wnętrza. Powstaje w ten sposób przepływ materiału w kierunku góra/dół. Druga strefa (wtórna) obejmuje tylną krawędź narzędzia, w której powstają zawirowania materiału za poruszającym się narzędziem. Dodatkowo model przewiduje, że najwyższa temperatura procesu występuje przy przedniej krawędzi narzędzia w miejscu przesuniętym nieco w stronę natarcia. Parametry procesu, tj. szybkość przesuwu i szybkość obrotowa narzędzia, zmieniają w znacznym stopniu rozkład temperatury na powierzchni obrabianego materiału.

Abstract

Friction stir surfacing (FSS) (also known as friction stir processing) utilizes the same process principles as friction stir welding. However, instead of joining samples together, FSS modifies the microstructure of surface layers in monolithic specimens to achieve specific and desired properties. As in FSW, the tool induces plastic fiow during FSS, but depending on the process parameters, i.e. applied force, tool velocity and rotation speed, the material fiow can yield a modified microstructure that is beneficial to the performance of the material. FSS, therefore, is an exciting technique for microstructural development and property enhancement. A coupled thermal/material fiow model of friction stir surfacing was developed and applied to the modification of AlSi9Mg cast aluminum alloy. The model reveals two, distinct zones of material fiow during processing. A primary zone of material fiow develops between the tool and workpiece interface near the leading edge of the tool. Here, the zone”s Vortex pulls material from the workpiece thickness toward the surface and, at the same time, pushes processed material into workpiece thickness, creating an upward/downward fiow of material. A secondary zone develops at the trailing edge of the tool, essentially forrning an eddy current of material fiow behind the advancing tool. Additionally, the model demonstrates that the highest processing temperatures occur at the tool/workpiece interface near the leading edge of the tool, but skewed toward the advancing side. The process parameters, i.e. the tool velocity and the tool rotation speed strongly influence the size and coherency of the process zones and the temperature distribution at the tool/workpiece interface.

Publikacje, które mogą Cię zainteresować